火星着陆器动力下降段燃料最优精确着陆轨迹计算与分析

作者：郭延宁,王强,李传江

摘要：为了利用有限燃料成功完成火星精确着陆任务，本文研究了考虑各种约束的动力下降段燃料最优轨迹优化问题，并进而分析了最优轨迹的特点。针对变推力发动机情况，首先基于推力器幅值、火星地表碰撞、下降倾角等因素描述了动力下降段的燃料最优精确着陆问题，并给出了相应的等效最优化问题；接着将等效最优化问题进行离散化，并最终转换为考虑线性约束和二阶锥约束的最优化问题。最后，计算了典型着陆器燃料最优精确着陆轨迹。通过对轨迹分布的研究发现，最优轨迹可以分为S型和C型两种，且最终均收敛于与探测器初始条件相关的圆锥体内，该结论对于上注路径点的选取以及着陆器自主制导方案的选取都具有重要的参考价值。

发文机构：哈尔滨工业大学控制科学与工程系 上海卫星工程研究所

关键词：火星探测精确着陆动力下降段制导律燃料最优

分类号： V529[航空宇航科学与技术—人机与环境工程][航空宇航科学技术]